模態(tài)參數識別是試驗方法建模過程中最重要的環(huán)節(jié),。模態(tài)參數識別就是采用 實測數據通過某種誤差準則極小的優(yōu)化算法,，確定結構系統(tǒng)的模態(tài)參數,，其中包 括模態(tài)固有頻率,、模態(tài)阻尼比、模態(tài)質量,、模態(tài)剛度及振型等,。目前常用的模態(tài) 參數識別算法分為頻域法、時域法及時一一頻域法三大類
以上的方法中,，大多是用每個測點所得的頻響函數測試值,，單獨進行曲線擬 合，而后,，得到各階模態(tài)頻率,、阻尼、留數的估值,。不同測點同階模態(tài)參數理論 上應該是相同的,。但是由于模型和測量都存在誤差，因此,，不同測點所識別的模 態(tài)參數往往并不完全相同,，特別是阻尼和留數的估值比固有頻率更難確定，并且 留數和阻尼估值又是相關的,，阻尼有較大誤差,，勢必導致留數估值有較大誤差。
測試點所測得的信息要求有盡可能高的信噪比,，因此，測試點不應該靠近節(jié) 點,。注意到實際上使用的一般都是加速度傳感器,。實際測得的都是加速度信號、 因此在******測試點的位置,，其平均驅動自由度加速度的值應該較大,。確定******測 試點的方法通常用 El (Effective Independence)法[48],。
為驗證這一特性，把加速度計分別擺放在工作臺,、立柱,、主軸箱、床身然后 用力錘敲擊主軸，測量各點響應信號,，然后兩點交換后觀察,，利用B&K3660C Pulse LAN-XI動態(tài)數據采集系統(tǒng)的對采集到的頻響函數進行分析[51][52]，若頻率,、相位 一致即說明該立式加工中心可以近似被認為是一線性系統(tǒng),。具有互異性。如下是 其中一測點的數據：
本章先簡單介紹了對VMC1060立式加工中心進行試驗模態(tài)分析所需的儀器 設備,，以及試驗過程中的相關傳遞函數測試,。通過模態(tài)分析軟件對傳遞函數進行 曲線擬合，識別得到機床整機的試驗模態(tài)參數,。最后對機床的薄弱環(huán)節(jié)進行了簡 單分析,，并提出了初步的修改意見。
本論文對對VMC1060立式加工中心整機進行了試驗分析,。并在試驗基礎上 對其結構動態(tài)特性進行了分析,，找出了該機床結構所存在的薄弱模態(tài)和薄弱環(huán)節(jié)。 全文的研究的工作總結為以下幾個方面：
隨著市場經濟地快速發(fā)展和全球經濟一體化程度地不斷加深,，市場對于裝備制造 業(yè)產品提出了性能更好,、能耗更少、人機界面更高等一系列要求,，作為裝備制造業(yè)的“工 作母機”一精工機床,，其精度、功能,、可靠性水平直接決定了產品的市場競爭力水平[1],。 長期以來，我國一直是精工機床制造大國[2],、消費大國,，卻不是制造強國[3]。國內精工 機床市場,，尤其中高端市場長期被國外品牌所占領[4][5],，其中主要原因就是國產精工機 床產品的可靠性水平差[6][7]。
龍門移動精工加工中心移動橫梁由其下方的兩個電磁懸浮系統(tǒng)共同懸浮,，電磁懸 浮系統(tǒng)的控制精度決定了橫梁的懸浮精度和加工部件的精度,。橫梁兩側和上方都設置 有導向單元，從而實現懸浮橫梁水平方向的移動,。導向水平方向運動單元與豎直方向 懸浮單元都是采用吸引型電磁懸浮系統(tǒng),。由于懸浮橫梁由兩個電磁懸浮系統(tǒng)共同懸 浮，因此兩個電磁懸浮系統(tǒng)需要保持很好的協(xié)調同步運行才能保證懸浮橫梁水平方向 具有較高的精度[24],。
機床動態(tài)特性的試驗研究包括[13][2°][21]:動態(tài)測試,、模態(tài)分析,、確定薄弱環(huán)節(jié) 以及切削試驗等，根據需要采取相應措施用以實現結構動態(tài)特性優(yōu)化,，是理論分 析和動態(tài)試驗密切結合的過程,。機床動態(tài)特性中起主要作用的是少數低階模態(tài)， 只要能精確地測試和識別出這些模態(tài)的參數,，就可較精確地反映機床結構的動態(tài) 特性,。試驗模態(tài)分析技術通過對結構進行動態(tài)試驗，識別結構的模態(tài)參數,，建立 模態(tài)模型,，用圖形顯示結構振動形態(tài)，根據結構的實際使用情況,，找出薄弱的環(huán) 節(jié),，為結構動力修改提供可靠的信息。其分析結果主要依賴于實際的測試數據和 分析手段選擇的合理性,。
隨著測試儀器,、計算機技術、軟件技術的飛速發(fā)展,，動態(tài)試驗中,，功能強大 的以計算機為主體的試驗分析系統(tǒng)逐步取代了依賴于專用信號分析儀的傳統(tǒng)的試 驗分析系統(tǒng)，且功能更強大,、靈活,。為以計算機為主體結構的模態(tài)特性試驗分析 系統(tǒng)硬件，如圖3.2所示,，主要有以下三個分系統(tǒng)組成